遙控器的故事

ID:886808 · 發(fā)表于 2021-3-14 13:19

對我們的51單片機而言，遙控多是通過紅外實現(xiàn)，可是你想過幾十年前單片機沒普及時的情形嗎？
當年我在林場工作，全場只有一部電話可以打外線長途，在場部。其余的分機打不了，我當時為了方便，設計制作了電話遙控器。在家里用分機撥我預先設定好的空位內(nèi)線電話號，我的分機就自動接上外線可以打長途了。原理也很簡單，就是做個全橋整流電路，經(jīng)濾波后直接帶動有多路觸點向一繼電器，把我的分機接在外線上，同時斷開主機。只要通話，繼電器自鎖；電話掛機后繼電裝自動釋放。這個方法我一直用到我家自己安裝了長途電話為止。（當然也是我占了管理程控電話交換機的光，只是為了方便，少跑一趟不近的路。）
那年孩子上中學，為了方便我在學校附近租了間小房。天很冷，晚上看電視都趴在炕上。當時電視器基本沒有遙控的，電視節(jié)目也只有一個地方臺。怕冷，全家誰都不愿意出被窩關(guān)閉電視機。
我用阻容元件制作了一個定時器，假定1小時。上炕前啟動，1小時后關(guān)機。開始挺好，可有一天電視節(jié)目沒看完時間到關(guān)機了，惹愛人一頓嘮叨。我重新設計，改成電視信號控制的。有電視信號就不關(guān)機，電視機沒有信號延時一段時間關(guān)閉電視機。
可沒多久問題又來了。一天，電視劇看完了，開始播放晚間新聞，電視機還哇哇響，又惹來愛人埋怨。
再改，這次我制作了光控的。沒有遙控器，就直接用手電筒。按一下開機，再按一下關(guān)機。用了一段時間。
后來電視臺增多了，不止一個臺了。我又改成短按換臺，長按關(guān)機的方式。
時我把我的做法寫成文章投稿給《無線電》雜志。由于我前兩次發(fā)表文章都特別簡潔，稿費很少，這次有意寫詳細點。可稿子投出去很長時間不見發(fā)表。大約幾個月后我在雜志上看到了類似文章發(fā)表了。
后來雜志又有了成品電視機紅外遙控器套件出售，但價格不菲，當時安裝下來要200多元，還得懂各種型號電視機線路原理，風險也高。
我的許多朋友要我給他們改裝電視機遙控器，我先后為幾十人安裝。現(xiàn)在的人很難理解電視機沒有遙控器的時代是怎樣過來的。
幾年前，我準備為老父90大壽制一臺51單片機控制的簡易小車機器人，用流行的尋跡小車改制。選用雙驅(qū)動輪加導向的方式，因為可以原地360度轉(zhuǎn)向。我的設想是，小車出發(fā)，語音播報活動開始。小車前進放下一只裝有書寫筆的桿，寫出九十兩個漢字。之后播放生日快樂，我的好父親等歌曲，最后吹滅蠟燭。
我當時用的是紅外遙控配合51單片機完成各項任務。當時除寫字部分外其它功能都可用程序或遙控器完成。寫字功能我沒有用步進電機，只在輪子上安裝了碼盤計數(shù)，判斷行走距離和轉(zhuǎn)彎角度。實際試驗時誤差較大，每次都難一致。后來女兒看我天天在電腦上修改再試驗，就跟我說：別弄了，那天是個隆重場合，萬一你的設備出點故障就不好了。我聽老父講子個故事，說一次乾隆給位老者送了幅字，寫了九十大壽，這位老者九十后就死了。
所以我從止罷休半途而廢，我的眼睛就是當年盯電腦屏幕辛壞的。
照片是小車主板和能片斷錄放mp3的設備。主板的數(shù)碼管可顯示解碼后的紅外遙控各鍵碼。
兩張家人照是老父九十大壽全體及老父我的子女和孫輩。后我大病一場，5年大父也走了，今年是他兩歲年。老父若在97了。
附51機紅外線資料
//#################################################################################################
//文件：51單片機的紅外遙控解碼程序
//屬性：使用外部中斷0連接遙控頭，接收紅外遙控鍵值送P2口顯示，12MHz外部晶振
//作者：新思科電子 2011-06
//資源：P3.2=接收頭輸入，P2=8LED
//#################################################################################################
#include"reg52.h"

#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

uchar led=0x00;

void io_init(void);
void int_init(void);

void main(void)
{
      io_init();
      int_init();
      while(1);
}

void io_init(void)
{
      P0=0xff;
      P1=0xff;
      P2=0xff;
      P3=0xff;
}

void int_init(void)
{
      EX0=1;
      EA=1;
}

void interrupt0()interrupt 0
{
      uchar i=0,j=0,k=0,us=0;
      uchar addr[4]={0};

      EX0=0;

      for(i=0;i<255;i++)  //9ms內(nèi)有高電平認為是干擾
      {
            if(P3&0x04)          //255的值實際時間為800us
            {
                     EX0=1;
                     return;
            }
      }
      while(!(P3&0x04));       //等待9ms低電平過去
         for(i=0;i<4;i++)
      {
            for(j=0;j<8;j++)
            {
                     while(P3&0x04);       //等待4.5ms高電平過去
                     while(!(P3&0x04));       //等待0.56ms低電平后面的高電平
                     while(P3&0x04)             //計算這個高電平的時間
                     {
                              for(us=0;us<=32;us++);       //100us的延時語句
                              if((k++)>=30)             //高電平時間過長退出程序
                              {
                                    EX0=1;
                                    return;

                              }
                     }
                     addr[ i]=addr[ i]>>1;       //接收一位數(shù)據(jù)
                     if(k>=8)
                              addr[ i]=addr[ i]|0x80;       //高電平大于0.56ms，則為1
                     k=0;
            }
      }

      P2=~(addr[2]);       //P2的LED顯示二進制鍵值

      EX0=1;
}
紅外解碼教程
紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分
　　發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940mm左右，外形與普通φ5發(fā)光二極管相同。
　　接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。紅外發(fā)光二極管一般有圓形和方形兩種。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較小（100mW左右），所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。最近幾年大多都采用成品紅外接收頭。
　　成品紅外接收頭的封裝大致有兩種：一種采用鐵皮屏蔽；一種是塑料封裝。均有三只引腳，即電源正（VDD）、電源負（GND）和數(shù)據(jù)輸出（VO或OUT）。紅外接收頭的引腳排列因型號不同而不盡相同，可參考廠家的使用說明。成品紅外接收頭的優(yōu)點是不需要復雜的調(diào)試和外殼屏蔽，使用起來如同一只三極管，非常方便。但在使用時注意成品紅外接收頭的載波頻率。紅外遙控常用的載波頻率為38kHz，這是由發(fā)射端所使用455kHz晶振來決定的。在發(fā)射端要對晶振進行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455kHz÷12≈37.9kHz≈38kHz。也有一些遙控系統(tǒng)采用36 kHz、40 kHz、56 kHz等，由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來決定。
　　紅外遙控的特點是不影響周邊環(huán)境的、不干擾其他電器設備。室內(nèi)近距離（小于10米）遙控中得到了廣泛的應用。
      紅外遙控在生產(chǎn)和生活中應用越來越廣泛,不同的紅外遙控芯片有不同的發(fā)碼協(xié)議,但一般都是由引導碼,系統(tǒng)碼,鍵碼三部分組成.
      引導碼是告訴接收機準備接收紅外遙控碼.系統(tǒng)碼是識別碼,不同的遙控芯片有不同的識別碼,以免搞錯.
      遙控器上不同的按鍵有不同的鍵碼,系統(tǒng)碼和鍵碼都是16位碼,8位正碼,8位反碼.如SC6122的系統(tǒng)碼是FF00,FF和00互為反碼,鍵碼1為EF10也是互為反碼.
      SC6122的引導碼為低電平為9000微秒,高電平為4500微秒.當然高電平不可能精確為9000微秒,在8000微秒到10000微秒都看作是正常范圍,低電平在4000-5000之間都看作是正常范圍.引導碼后的32位編碼(16位系統(tǒng)碼和16位鍵碼)不管高低電平,載波時間都是560微秒,但低電平持續(xù)時間是1125微秒,高電平持續(xù)時間是2250微秒,所以低電平除去載波時間大約是560微秒,高電平除去載波時間大約是1680微秒.低電平也有一個波動范圍,在400-700之間都看作是正常的,具體多少可以通過示波器測量出來.高電平也有一個波動范圍,在400-2000之間都看作是正常的,具體多少也是根據(jù)經(jīng)驗.當然范圍越寬,捕捉紅外線的范圍也越寬,越精確.在捕捉到有高低電平之間,在560-1680之間取一個中間值1120微秒,認為小于1120微秒是低電平,大于1120微秒是高電平.

以下程序能在LCD上顯示系統(tǒng)碼和鍵碼,按不同的按鍵,系統(tǒng)碼不變,變的是鍵碼.

#include <reg52.h>

#define c(x) (x*110592/120000)

sbit Ir_Pin=P3^3;

unsigned char code Led_Tab[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,
0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E}; //共陽極數(shù)碼顯示碼0-F.
unsigned char code Led_Sel[]={0xe,0xd,0xb,0x7};

unsigned char Led_Buf[4]; //顯示緩沖區(qū)
char Led_Index;          //位選

unsigned char Ir_Buf[4];  //用于保存解碼結(jié)果

//==============================================================
timer0() interrupt 1 using 1       //數(shù)碼管掃描
{
      TL0=65536-1000;
      TH0=(65536-1000)/256; //定時器0設定約1000us中斷一次，用于數(shù)碼管掃描
      P0=0xff;
      P2=Led_Sel[Led_Index];       //位選
      P0=Led_Tab[Led_Buf[Led_Index]]; //段選
      if(++Led_Index>3) Led_Index=0;  //四個掃描完了,到第一個數(shù)碼管
}
//==============================================================
unsigned int Ir_Get_Low()
{
      TL1=0;
      TH1=0;
      TR1=1;
      while(!Ir_Pin && (TH1&0x80)==0);
      TR1=0;
      return TH1*256+TL1;
}
//=============================================================
unsigned int Ir_Get_High()
{
      TL1=0;
      TH1=0;
      TR1=1;
      while(Ir_Pin && (TH1&0x80)==0);
      TR1=0;
      return TH1*256+TL1;
}
//==============================================================
main()
{
      unsigned int temp;
      char i,j;
      Led_Index=1;

      TMOD=0x11;
      TL0=65536-1000;
      TH0=(65536-1000)/256; //定時器0設定約1000us中斷一次，用于數(shù)碼管掃描
      EA=1;
      ET0=1;
      TR0=1;

      Led_Buf[0]=0;
      Led_Buf[1]=0;
      Led_Buf[2]=0;
      Led_Buf[3]=0; //顯示區(qū)設成0

      do
      {
            restart:
            while(Ir_Pin);
            temp=Ir_Get_Low();
            if(temp<c(8500) || temp>c(9500)) continue;//引導脈沖低電平9000
            temp=Ir_Get_High();
            if(temp<c(4000) || temp>c(5000)) continue;//引導脈沖高電平4500
            for(i=0;i<4;i++)       //4個字節(jié)
                     for(j=0;j<8;j++)       //每個字節(jié)8位
                     {
                              temp=Ir_Get_Low();
                              if(temp<c(200) || temp>c(800)) goto restart;
                              temp=Ir_Get_High();
                              if(temp<c(200) || temp>c(2000)) goto restart;
                              Ir_Buf[ i]>>=1;
                              if(temp>c(1120)) Ir_Buf[ i]|=0x80;
                     }
            Led_Buf[0]=Ir_Buf[2]&0xf;
            Led_Buf[1]=(Ir_Buf[2]/16)&0xf;
            Led_Buf[2]=Ir_Buf[3]&0xf;
            Led_Buf[3]=(Ir_Buf[3]/16)&0xf; //顯示結(jié)果
      }
      while(1);
}
另一份紅外線解碼教程：
紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分
　　發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940mm左右，外形與普通φ5發(fā)光二極管相同。
　　接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。紅外發(fā)光二極管一般有圓形和方形兩種。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較小（100mW左右），所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。最近幾年大多都采用成品紅外接收頭。
　　成品紅外接收頭的封裝大致有兩種：一種采用鐵皮屏蔽；一種是塑料封裝。均有三只引腳，即電源正（VDD）、電源負（GND）和數(shù)據(jù)輸出（VO或OUT）。紅外接收頭的引腳排列因型號不同而不盡相同，可參考廠家的使用說明。成品紅外接收頭的優(yōu)點是不需要復雜的調(diào)試和外殼屏蔽，使用起來如同一只三極管，非常方便。但在使用時注意成品紅外接收頭的載波頻率。紅外遙控常用的載波頻率為38kHz，這是由發(fā)射端所使用455kHz晶振來決定的。在發(fā)射端要對晶振進行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455kHz÷12≈37.9kHz≈38kHz。也有一些遙控系統(tǒng)采用36 kHz、40 kHz、56 kHz等，由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來決定。
　　紅外遙控的特點是不影響周邊環(huán)境的、不干擾其他電器設備。室內(nèi)近距離（小于10米）遙控中得到了廣泛的應用。
      紅外遙控在生產(chǎn)和生活中應用越來越廣泛,不同的紅外遙控芯片有不同的發(fā)碼協(xié)議,但一般都是由引導碼,系統(tǒng)碼,鍵碼三部分組成.
      引導碼是告訴接收機準備接收紅外遙控碼.系統(tǒng)碼是識別碼,不同的遙控芯片有不同的識別碼,以免搞錯.
      遙控器上不同的按鍵有不同的鍵碼,系統(tǒng)碼和鍵碼都是16位碼,8位正碼,8位反碼.如SC6122的系統(tǒng)碼是FF00,FF和00互為反碼,鍵碼1為EF10也是互為反碼.
      SC6122的引導碼為低電平為9000微秒,高電平為4500微秒.當然高電平不可能精確為9000微秒,在8000微秒到10000微秒都看作是正常范圍,低電平在4000-5000之間都看作是正常范圍.引導碼后的32位編碼(16位系統(tǒng)碼和16位鍵碼)不管高低電平,載波時間都是560微秒,但低電平持續(xù)時間是1125微秒,高電平持續(xù)時間是2250微秒,所以低電平除去載波時間大約是560微秒,高電平除去載波時間大約是1680微秒.低電平也有一個波動范圍,在400-700之間都看作是正常的,具體多少可以通過示波器測量出來.高電平也有一個波動范圍,在400-2000之間都看作是正常的,具體多少也是根據(jù)經(jīng)驗.當然范圍越寬,捕捉紅外線的范圍也越寬,越精確.在捕捉到有高低電平之間,在560-1680之間取一個中間值1120微秒,認為小于1120微秒是低電平,大于1120微秒是高電平.

以下程序能在LCD上顯示系統(tǒng)碼和鍵碼,按不同的按鍵,系統(tǒng)碼不變,變的是鍵碼.

#include <reg52.h>

#define c(x) (x*110592/120000)

sbit Ir_Pin=P3^3;

unsigned char code Led_Tab[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,
0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E}; //共陽極數(shù)碼顯示碼0-F.
unsigned char code Led_Sel[]={0xe,0xd,0xb,0x7};

unsigned char Led_Buf[4]; //顯示緩沖區(qū)
char Led_Index;          //位選

unsigned char Ir_Buf[4];  //用于保存解碼結(jié)果

//==============================================================
timer0() interrupt 1 using 1       //數(shù)碼管掃描
{
      TL0=65536-1000;
      TH0=(65536-1000)/256; //定時器0設定約1000us中斷一次，用于數(shù)碼管掃描
      P0=0xff;
      P2=Led_Sel[Led_Index];       //位選
      P0=Led_Tab[Led_Buf[Led_Index]]; //段選
      if(++Led_Index>3) Led_Index=0;  //四個掃描完了,到第一個數(shù)碼管
}
//==============================================================
unsigned int Ir_Get_Low()
{
      TL1=0;
      TH1=0;
      TR1=1;
      while(!Ir_Pin && (TH1&0x80)==0);
      TR1=0;
      return TH1*256+TL1;
}
//=============================================================
unsigned int Ir_Get_High()
{
      TL1=0;
      TH1=0;
      TR1=1;
      while(Ir_Pin && (TH1&0x80)==0);
      TR1=0;
      return TH1*256+TL1;
}
//==============================================================
main()
{
      unsigned int temp;
      char i,j;
      Led_Index=1;

      TMOD=0x11;
      TL0=65536-1000;
      TH0=(65536-1000)/256; //定時器0設定約1000us中斷一次，用于數(shù)碼管掃描
      EA=1;
      ET0=1;
      TR0=1;

      Led_Buf[0]=0;
      Led_Buf[1]=0;
      Led_Buf[2]=0;
      Led_Buf[3]=0; //顯示區(qū)設成0

      do
      {
            restart:
            while(Ir_Pin);
            temp=Ir_Get_Low();
            if(temp<c(8500) || temp>c(9500)) continue;//引導脈沖低電平9000
            temp=Ir_Get_High();
            if(temp<c(4000) || temp>c(5000)) continue;//引導脈沖高電平4500
            for(i=0;i<4;i++)       //4個字節(jié)
                     for(j=0;j<8;j++)       //每個字節(jié)8位
                     {
                              temp=Ir_Get_Low();
                              if(temp<c(200) || temp>c(800)) goto restart;
                              temp=Ir_Get_High();
                              if(temp<c(200) || temp>c(2000)) goto restart;
                              Ir_Buf[ i]>>=1;
                              if(temp>c(1120)) Ir_Buf[ i]|=0x80;
                     }
            Led_Buf[0]=Ir_Buf[2]&0xf;
            Led_Buf[1]=(Ir_Buf[2]/16)&0xf;
            Led_Buf[2]=Ir_Buf[3]&0xf;
            Led_Buf[3]=(Ir_Buf[3]/16)&0xf; //顯示結(jié)果
      }
      while(1);
}